20202021年高考化学一轮复习知识讲解下物质的量和气体的摩尔体积pdf

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《物质的量和气体的摩尔体积》【知识梳理】一、物质的量1．物质的量(n)(1)概念：是用来表示一定数目粒子集合体的物理量，其单位为摩尔，符号为mol。(2)物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能将其理解成“物质的数量”或“物质的质量”。（3）使物质的量的单位是摩尔，只用于表示微观粒子的多少，不适合表示宏观物质。用摩尔必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。温馨提示：在化学方程式中，化学计量数不仅表示反应物和生成物之间微粒个数的关系，还可表示反应物和生成物之间的物质的量的关系。如2H2＋O2===2H2O，既可以理解成2个氢分子与1个氧分子反应生成2个水分子，也可以说2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水。在化学方程式中，化学计量数之比等于微粒数之比，也等于物质的量之比。2．阿伏加德罗常数(NA)(1)国际上规定，1mol任何微粒所含有的微粒数与0.012kg12C所含有的碳原子数相等。实验表明，0.012kg12C所含的碳原子数约为6.02×1023，6.02×1023mol－1为阿伏加德罗常数。(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的换算关系是n=N/NA。温馨提示：阿伏加德罗常数与6.02×1023不能等同，阿伏加德罗常数不是一个纯数，它有单位，其单位为“mol-1”，而6.02×1023只是一个近似值，它无单位。3．摩尔质量(M)(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，常用单位为g/mol(或g·mol－1)。(2)物质的量(n)、摩尔质量(M)与物质的质量(m)之间的换算关系为n=m/M。温馨提示：摩尔质量是从物质的量和质量引申出的一个物理量，摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上与被描述物质的相对分子(或原子)质量相等，但前者有单位，后者是相对值，可以认为单位为1，所以不能将摩尔质量与相对分子(或原子)质量等同来理解。例题1、下列关于物质的量、摩尔质量的叙述中正确的是。①0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子②48gO3气体含有6.02×1023个O3分子③氢氧化钠的摩尔质量是40g④2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍⑤1mol任何物质都含有6.02×1023个分子⑥1molNe含有6.02×1024个电子⑦标准状况下，22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3NA⑧1molNa2O2固体中含离子总数为4NA⑨0.5mol/LCuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+⑩1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5NA二、气体摩尔体积1．影响物质体积的因素影响物质体积的因素有粒子数目的多少，粒子大小，粒子间距离。在粒子数目相同的情况下，固体、液体的体积大小主要由粒子本身大小决定，气体体积主要由粒子间距离决定，而气体的粒子间距离又由温度和压强决定。2．气体摩尔体积（1）一定温度和压强下，1mol的气体所占的体积，符号为Vm，单位为L·mol－1，标准状况下(0℃、101kPa)，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。（2）物质的量和气体摩尔体积之间的关系为n=V/Vm。温馨提示：理解此概念时应注意是气态物质；物质的量为1mol；0℃和1.01×105Pa(标准状况)；22.4L体积是近似值；Vm的单位为L·mol－1或m3·mol－1。3．阿伏加德罗定律（1）定义：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。（2）应用：①标准状况下气体的体积（L）＝22.4mol/L×物质的量（mol）气体摩尔质量（g/mol）＝22.4mol/L×标准状况下气体的密度（g/L）.②同温同压下任何气体的体积比等于其分子个数之比，也等于其物质的量之比.③同温同压下任何气体的密度比等于其相对分子质量之比，也等于同体积的质量之比.④在温度和体积一定时，气体的压强与物质的量成正比；若温度和压强一定时，气体的体积与物质的量成正比。⑤在温度与气体的物质的量一定时，其气体的压强与体积成反比。例题2、NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是。①常温常压下，11.2L氧气所含的原子数为NA②等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA③常温常压下，4.6gNO2气体含有1.81×1023个NO2分子④常温下，11.2L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA⑤14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA⑥2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA⑦NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7：4⑧35.5gCl2参加氧化还原反应，转移的电子数可能为NA⑨15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.4NA【指点迷津】有关阿伏加德罗常数试题的设陷方式1、状态条件：考查气体时经常给出非标准状况（如常温常压）下的气体体积，这就不能直接用“22.4L/mol”进行计算。2、物质的状态:考查气体摩尔体积时，命题者常用在标准状况下一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问，迷惑考生。如标准状况下，水(液态)、SO3(固态)、CCl4(液态)、甲苯(液态)、戊烷(液态)等。这样也不能应用“22.4L/mol”进行计算。3、物质的组成和结构:考查包括原子、分子（含有机物和无机物）等各种粒子变换或转化关系、分子结构（所含质子数、电子数、中子数、化学键数等）。如CO2、H2S等分子中的共用电子对数目。4、氧化还原反应：考查指定物质参加氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移数目方面的陷阱。特别要注意一些常见歧化反应电子转移的情况，如Na2O2+CO2(或H2O)、Cl2+NaOH(或H2O)、NO2+H2O等。5、电解质溶液:考查电解质溶液中微粒数目或浓度时，常涉及弱电解质的电离、盐类水解、化学平衡等方面的陷阱。解题时要认真审题，充分挖掘这一隐含条件。6、同位素的影响：考查同位素原子质子数、电子数分别相同，但中子数不同，引起其质量数、相对原子质量不同，也经常以此为出题点来迷惑考生。如果不注意H、D的区别，按H2O的摩尔质量计算，其结果显然是错误的。三、物质的量应用于化学方程式的计算物质的量架起了宏观物质的量如质量、体积等与微观粒子数目之间的关系，尤其巧妙的是，利用0.012kg12C中所含的碳原子数作为计量标准，与相对原子质量的计量标准——1/1212C的质量统一在了一起，使得物质的摩尔质量在用g·mol－1做单位时在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量，大大地方便了计算和计量。又由于物质的量与粒子的个数成正比，因此，利用化学方程式计算时各物质的化学计量数、各物质的粒子数、各物质的物质的量成正比，可以直接列在化学方程式中进行计算。1．化学方程式在量方面的含义：化学方程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系，即化学计量数之比等于反应中各物质的化学计量数之比。2．根据方程式计算的基本步骤(1)根据题意写出配平的化学方程式。(2)求出已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示，分别写在化学方程式中有关的化学式下面)。(3)把已知和待求的量[用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示]分别写在化学方程式中有关化学式的下面。(4)将有关的量列出比例式，求出待求的量。例题3、(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值（列出计算过程）。（2）探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O（Mr＝250）含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol·L－1EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下：Cu2++H2Y2－＝CuY2－+2H+，写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝_____________________________。（3）硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定：①准确称取1.7700g样品，配制成100ml溶液A。②准确量取25.00ml溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825g。③准确量取25.00ml溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.02000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00ml。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下：2MnO4―＋5H2O2＋6H＋=4Mn2＋＋8H2O＋5O2↑，通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。【课时作业】1．下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是（）A．6.02×1023叫做阿伏加德罗常数B．0.012kg12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值C．含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔D．1摩尔氯含有6.02×1023个氯分子2．1molCO和1molCO2具有相同的（）①分子数②原子数③C原子数④O原子数A．②④B．①③C．①④D．①②3．草酸（分子式为H2C2O4，沸点：150℃）是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是（）A．45g草酸中含有1.204×1024个氧原子B．1mol草酸中含有6.02×1023个分子C．草酸的摩尔质量是90g/molD．1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L4．科学家最近合成了一种新型分子，它由4个氧原子构成，液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。下列说法正确的是A．摩尔质量是64gB．它是一种新的化合物C．它是由氧元素组成的一种单质D．1mol该分子中含有2NA个氧分子5．下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是()A．温度和压强不同，相同质量的一氧化二氮和二氧化碳两种气体的总原子数B．等温等压下，相同体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的总原子数C．等温等压下，相同体积的氧气和臭氧两种气体中的氧原子数D．相同物质的量、不同体积的氨气和甲烷两种气体中的氢原子数6．关于SO2气体的叙述中，正确的是（）A．SO2的摩尔质量是64gB．1molSO2中所含分子数约为6.02×1023C．1molSO2的质量是64g·mol－1D．25℃，1.01×105Pa下，1molSO2的体积为22.4L7．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．等体积的CO2和CO，分子数目均为NAB．常温下pH=12的NaOH溶液中，水电离出的氢离子数为10-12NAC．标准状况下，22.4L的H2和22.4L的F2混合后，气体分子数为2NAD．H2O（g）通过足量Na2O2（s）充分反应，固体增重bg时，反应中转移的电子数为bNA/28．氢气的摩尔质量为Mg·mol－1，密度是ρg·L－1，阿伏加德罗常数为NA，则下列表述正确的是A．单位体积中所含氢气分子数目AN22.4B．单位质量中所含氢气分子数目为ρ·NAC．单个氢气分子的质量为AMNgD．单个氢气分子占有的体积为22.4ANL9．以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．用1molCH4理论上能生产标准状况下CH3OH22.4LB．等物质的量的CH3OH和CH4，CH3OH的质子数比CH4多8NAC．44gCO2气体和44gCH4与CO的混合气体，所含C原子数均为NAD．用CH4制备合成气的反应中，若生成1molCO，反应转移电子数为3NA10．设NA为阿伏加德罗常数，下列有关说法正确的是（）A．0.5mol羟基中所含电子数为5NAB．标况下，11.2LCHCl3中，共用电子对的数目为2NAC．